苏小雅在偷偷拍摄苏云轩的图纸时被父亲发现，为了完成计划，她不惜对准父亲开枪。原来她就是美国中央情报局派遣的代号为“大少爷”的“黑蟒行动”主要执行人。她的唯一上级是代号为“毒蝎”的负责人，但“毒蝎”只和佐藤单线联系，连苏小雅几次要求见面都没同意。苏小雅根据“毒蝎”命令，组织美国中央情报局和国民党军统特务组织准备启动“黑蟒行动”。
随着时间的推移，破案工作越来越艰巨。每当我方准备采取行动时敌方总是抢先一步，有时甚至将准备向我方提供情报的人员秘密杀害。在一次执行任务时公安人员杜庆元又遭郑贤治暗杀，章少川早就怀疑我方有内奸，根据内部掌握的资料已经开始怀疑郑贤治，但没找到确切证据，关键时刻章少川接到我方潜入敌人内部情报人员送来消息证实了郑贤治的特务身份，但在抓捕郑贤治时他持枪反抗，被当场击毙。
郑贤治的死在特务内部引起恐慌，他们行动变得更加隐蔽。
一次焦志新和杨柳执行任务去特务聚会地点取情报时，焦志新突然在特务人群中发现了冯秉堃，焦志新不顾出发前上级规定不准打草惊蛇的指示，决心当场抓获冯秉堃。两人经过反复较量，焦志新终于在杨柳帮助下抓住了冯秉堃，焦志新将冯秉堃押送回公安局审讯。未料，章少川得知消息后大怒，命令焦志新立即停止审讯一切等他亲自处理。章少川赶来后才向焦志新宣布：冯秉堃是我方打入敌人内部的一下特工。焦志新简直无法相信当年亲手逮捕自己并执行枪决的会是自己同志，章少川告诉他当年宪兵队已经下达了焦志新如果拒捕就当场击毙的命令，冯秉堃(周伯勋)才抢先抓到他。冯秉堃是个“百步穿杨”的神枪手，在执行枪决时故意没有击中要害才使焦志新有机会死里逃生。
焦志新仍然无法相信当初向自己开枪的“敌人”会是自己的同志。尤其对冯秉堃为了取信敌人竟狠心用毒药药死林倩如总是耿耿于怀。但冯秉堃告诉他林倩如并没有死，在他下药前，组织上已经组织好医疗队伍，在监视他的特务离开后立即进行抢救，林倩如现在已经安全隐蔽起来，焦志新这才相信所发生的一切。
在章少川和亲自策划下，故意将冯秉堃将转移到郊区监狱的消息透露给特务组织，侯天柱果然组织了劫车，使冯秉堃又重新打回到特务内部。但苏小雅对冯秉堃的突然回来表示极大的怀疑。她始终怀疑冯秉堃是共产党间谍。
敌方故意派冯秉堃去取情报，并将此信息通过无线电发出，通知第二行动组在冯秉堃取到情报后在中山公园后山将其“除掉”。我方在截到敌方电报后紧张安排营救，但焦志新经过认真判断认为这是敌人故意安排对冯秉堃的考验，如果我方营救证明冯秉堃的确是“内奸”，而我方已经掌握敌人的密码。此举营救恰好上了敌人的当。但其他所有的人都担心万一焦志新判断错误，很可能冯秉堃就会因此牺牲。有人甚至怀疑因为冯秉堃是焦志新的情敌所以才故意见死不救，焦志新压力极大，但在最后一分钟他果断下令让营救小组就地待命。冯秉堃在公园指定地点取到情报后，两个形迹可疑的人朝冯秉堃走去，他们口袋中鼓出的显然是枪管。埋伏在四周装作游客的公安人员差一点沉不住气要冲上前，焦志新躲在工具间透过门上的小孔屏住气紧张地注视着他们，但他咬着牙没有发出行动信号。所有人都没敢轻举妄动。果然此时敌方的负责人正在附近小楼顶上用高倍望远镜监视冯秉堃及四周人员的一举一动。两个大汉与冯秉堃擦肩而过，冯秉堃沉着地继续朝前走去，其中一个男人在离开冯秉堃后从大衣口袋里取出“枪”，原来是只酒瓶。埋伏在周围的人终于松了一口气，冯秉堃也通过了“考验”。
苏云轩经过抢救脱离危险，但女儿堕落为间谍使他感到极大伤心和自责。苏小枫也从父亲嘴里得知苏小雅是杀害史仲良的凶手、也是绑架自己男朋友的罪人，她简直感到不可思议，她为自己姐姐坠落成为一名敌人而痛苦万分。
根据“毒蝎”指示，苏小雅决定将爆炸所用的一部分炸药藏在教堂里，遭到神父马约翰的坚决反对，但苏小雅和特务将马约翰和助手小哑巴绑架后关在地下室内，炸药也被堆进了地下室。
林倩如根据组织安排回到四川隐蔽，但当她发现自己已经怀孕后，毅然决定返回北京寻找冯秉堃，但她为了见到冯秉堃被特务发现被绑架。苏小雅为了再次考验冯秉堃竟然要求他当场开枪打死林倩如，当冯秉堃在特务的包围中被迫按动枪机时才发现枪膛里没有子弹。林倩如被关押在地下室里。
冯秉堃得知敌人把炸药藏在教堂的消息后，立即赶去教堂营救出马约翰和小哑巴，但此时国民党特务也赶来，马约翰打开地下室暗道的门，帮助冯秉堃撤走，小哑巴为了掩护神父和冯秉堃故意引走特务，结果摔死在山崖下。
冯秉堃赶到公安局报告了炸药埋藏地点后，立即赶去营救林倩如，但林倩如被特务开枪击中受了重伤，抢救无效死去。
当焦志新率领公安人员赶到教堂遇到正准备转移炸药的苏小雅，焦志新亲自将苏小雅押上了警车，但在途中苏小雅却突然装作发病逃跑。
苏云轩突然收到匿名警告信，威胁他不要参与目前事件，他对照信封上的字迹，发现信纸上散发出特殊的清香，突然意识到秀子可能并没有死。
苏云轩去澡堂附近找到佐藤询问佐藤自己的女儿是不是被他藏了起来？佐藤说从来没见过他女儿。苏云轩突然提出要求见秀子，佐藤笑了说秀子不是早已经死了吗？苏云轩却冷冷地警告佐藤，他已经知道秀子没有死，但他让佐藤转告秀子离开自己的女儿远些，他决不能允许小雅坠落为美国中央情报局的间谍，佐藤装疯卖傻似乎一无所知。
当晚，苏小雅接到通知，“毒蝎”准备接见她，第二天她化了妆赶到白云寺中见到化妆成道姑的“毒蝎”才发现，原来是母亲秀子，秀子在49年的海难中根本没有上船，她制造了自己已经死亡的假像后，作为美国中央情报局的特派员潜伏下来指挥“黑蟒行动”。秀子把一颗美国制造的定时炸弹交给苏小雅，并亲自给苏小雅布置了任务，准备在十一天安门游行时，在游行队伍中制造大爆炸。并告诉她万一失手，她会亲自完成这一计划。
苏小雅夜里潜回家中窃走父亲上天安门观礼的观礼证，但被睡在客厅中的马约翰发现，马约翰和苏小枫追踪苏小雅到了中山公园。焦志新和冯秉堃在接到苏小枫报告后赶到中山公园。马约翰首先发现了苏小雅的行踪，他拦住苏小雅劝她悬崖勒马，但苏小雅却把尖刀刺进了马约翰的胸口。当苏小雅把枪口对准企图制止自己的苏小枫的时候，焦志新及时赶到第二次亲手将苏小雅抓获。
苏小雅被捕后拒不交代炸药藏在哪里，但冯秉堃和焦志新从彩车中找到那颗定时炸弹，但他们发现这一枚定时炸弹是十分先进的进口炸弹，短时间内根本无法拆除，炸弹将在国庆十点钟爆炸，此时天即将亮，离爆炸只有三个小时。焦志新当机立断决定将炸药装上车，自己开车将炸药运送到离开北京到最远处荒郊爆炸，但此种炸弹引线十分精细，车辆在颠簸途中一旦脱落随时可能将炸弹引爆。为了保证北京人民欢庆国庆节焦志新不顾杨柳笔其他人的拦阻发动装着炸药的吉普朝郊野开去。
马约翰从昏迷中醒来找到冯秉堃说苏小雅亲口对她说，即使她失败还有第二方案，冯秉堃突然想起苏云轩曾报告过秀子还活着怀疑。冯秉堃和苏小枫赶回她家，找苏云轩拿到秀子像片，赶往白云寺。
苏云轩在苏小枫的陪同下最后见了一面，但苏小雅死不悔改的嚣张气焰使苏云轩忍无可忍狠狠打了女儿一记耳光后离去，但就在这时他突然醒悟到，曾经在澡堂里见到过的老女人就是秀子化妆装扮的。他立即向刚刚扔完炸药赶回公安局的焦志新报告。
同时，冯秉堃也在白云寺里发现了秀子扔下化妆成澡堂老妇的服装后赶往位于天安门西侧南池子的“为民澡堂”。
当冯秉堃和焦志新几乎同时赶到“为民澡堂”，经过一场激战将特务击毙后冲进浴池才发现水池的水放干，池内里已经堆放了一大堆炸药。整个澡堂已经成了一个炸药库……。
